三效順流蒸發(fā)器濃縮硫酸鋅溶液時(shí)的沉積物溶解試劑及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種除雜方法，特別涉及一種三效順流蒸發(fā)器濃縮硫酸鋅溶液時(shí)的沉積物溶解試劑及其使用方法。一種三效順流蒸發(fā)器濃縮硫酸鋅溶液時(shí)的沉積物溶解試劑，該試劑以水為溶劑，其中包括如下質(zhì)量濃度的物質(zhì)，氫氧化鈉20～40%，螯合劑3～8%，分散劑2×10-4～6×10-4%，助溶劑3×10-4～5×10-4%。以上各種試劑單獨(dú)進(jìn)行沉積物溶解時(shí)效果均不理想，但經(jīng)過(guò)本發(fā)明有效配合有，溶解效果大大提升，本發(fā)明的試劑對(duì)三效順流蒸發(fā)器濃縮硫酸鋅溶液時(shí)的沉積物具有較好的溶解效果，同時(shí)可避免對(duì)設(shè)備的腐蝕。
【專利說(shuō)明】三效順流蒸發(fā)器濃縮硫酸鋅溶液時(shí)的沉積物溶解試劑及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種除雜方法，特別涉及一種三效順流蒸發(fā)器濃縮硫酸鋅溶液時(shí)的沉積物溶解試劑及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]三效順流蒸發(fā)器作為節(jié)能裝置，國(guó)內(nèi)外大量使用效果相當(dāng)明顯，但用于濃縮生產(chǎn)硫酸鋅水溶液，卻使 用效果較差，國(guó)內(nèi)有幾家如湖南某企業(yè)使用一段時(shí)間后停用，設(shè)備閑置，最后放棄使用，不得已選擇傳統(tǒng)的氣耗較大的濃縮釜來(lái)完成。這是由于其在使用過(guò)程中容易出現(xiàn)以下問(wèn)題:精制硫酸水溶液經(jīng)三效順流蒸發(fā)器濃縮時(shí)，蒸發(fā)器壁，特別是加熱室的列管中有少量沉積物附著，隨時(shí)推移，出現(xiàn)結(jié)垢，水洗和加熱洗效果一般，很難洗掉，導(dǎo)致三效順流蒸發(fā)器的傳熱困難，蒸發(fā)水量下降，產(chǎn)量降低，嚴(yán)重時(shí)堵死停用。這是由于硫酸鋅鹽為偏酸性外，pH值5.1~6，正常情況鈣、鎂等金屬雜質(zhì)比堿性和中性溶液含量高約400PPm左右，在高溫環(huán)境(140°C左右)易生產(chǎn)鈣、鎂鹽沉積結(jié)垢，非常堅(jiān)硬。目前的處理方法一般是用硫酸加溫浸泡，但是基本上不反應(yīng)，無(wú)效果，鹽酸反應(yīng)很慢，同時(shí)對(duì)設(shè)備有腐蝕(因?yàn)榱泄転?16L材質(zhì))。
[0003]申請(qǐng)?zhí)?200880014684.3、申請(qǐng)日:2008-05-02的中國(guó)發(fā)明涉及使用水溶性鎂化合物的組合物和方法，該組合物包括水和水溶性鎂化合物，但缺乏普遍用于清潔組合物的其他材料。所述方法和組合物可以在水中提供以與鈣離子成預(yù)定比例的鎂離子，例如摩爾量等于或超過(guò)鈣離子的摩爾量的鎂離子。包括水溶性鈣鹽的陰離子的水溶性鎂鹽比具有水不溶性鈣鹽的陰離子的鎂鹽更有效。這些組合物可用于減少?gòu)挠菜纬墒夜富虺恋砦铩⒊ピ砉傅?。但是現(xiàn)有的各種試劑均無(wú)法有效的溶解三效順流蒸發(fā)器上的沉積物。為了改善現(xiàn)狀，需要研制出針對(duì)三效順流蒸發(fā)器濃縮硫酸鋅溶液時(shí)的沉積物進(jìn)行有效溶解的試劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種三效順流蒸發(fā)器濃縮硫酸鋅溶液時(shí)的沉積物溶解試劑，該試劑對(duì)三效順流蒸發(fā)器濃縮硫酸鋅溶液時(shí)的沉積物具有較好的溶解效果，同時(shí)可避免對(duì)設(shè)備的腐蝕。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種三效順流蒸發(fā)器濃縮硫酸鋅溶液時(shí)的沉積物溶解試劑，其特征在于:該試劑以水為溶劑，其中包括如下質(zhì)量濃度的物質(zhì)，氫氧化鈉20~40%，螯合劑3~8%，分散劑2 X 10_4~6 X 10_4%，助溶劑3 X 10_4~5 X 10_4%。本試劑除垢的原理反應(yīng)式為:Na0H+ZnS04=Na2Zn02+Na2S04。
[0007]作為優(yōu)選，所述的螯合劑為己二胺四甲叉膦酸。
[0008]作為優(yōu)選，所述的分散劑選自聚丙烯酸、聚環(huán)氧琥珀酸中的一種或兩種。分散劑的作用是使鈣鎂從硬垢里溶解。
[0009]作為優(yōu)選，所述的助溶劑選自馬來(lái)酸或PBTCA (2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷)中的一種或兩種。作為優(yōu)選，所述的助溶劑為馬來(lái)酸和PBTCA以1:3質(zhì)量比混合的混合物。
[0010]作為優(yōu)選，該試劑以水為溶劑，其中包括如下質(zhì)量濃度的物質(zhì)，氫氧化鈉30%，己二胺四甲叉膦酸2%，聚丙烯酸3X10_4%，聚環(huán)氧琥珀酸2X10_4%，馬來(lái)酸1X10_4%，PBTCA4X1(T4%。
[0011]聚丙烯酸(PAA)用作凝集劑、水質(zhì)處理劑、分散劑、軟化劑等各種高分子助劑，能與金屬離子、鈣、鎂等形成穩(wěn)定的化合物，對(duì)水中碳酸鈣和氫氧化鈣有優(yōu)良的分解作用。
[0012]聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)是一種無(wú)氮、非磷有機(jī)化合物，兼具阻垢緩蝕雙重功效，生物降解性能好并適用于高堿、高金屬含量水系，是一種綠色水處理化學(xué)品，
[0013]1、PESA的阻垢性能
[0014]實(shí)驗(yàn)說(shuō)明PESA對(duì)硫酸鈣垢的沉積具有溶限效應(yīng)，其阻垢率隨著加藥量的增加而增加，到達(dá)一定濃度時(shí)，阻垢能力不再明顯增加。PESA阻碳酸鈣垢的效果優(yōu)于一些常用的聚羧酸類、磺酸鹽類、聚磷酸類阻垢劑。
[0015]PESA的主要阻垢機(jī)理如下:
[0016](I)螯合作用阻垢劑中的部分活性基團(tuán)對(duì)成垢陽(yáng)離子具有一定的螯合力，發(fā)生了螯合作用，所以加入PESA后，可封鎖部分成垢陽(yáng)離子，抑制其與陰離子的反應(yīng)，從而阻止結(jié)垢。
[0017](2)低劑量效應(yīng)指加人相對(duì)水中結(jié)垢成分的陽(yáng)離子濃度低得多的藥劑，即可抑制大量成垢離子的結(jié)晶作用，所顯示出來(lái)的阻垢效果。這是因?yàn)樵谶^(guò)飽和溶液中，存在大量小于臨界半徑的小晶體垢，由于所加入的阻垢劑對(duì)小晶體中的晶核和晶體的活性點(diǎn)有特殊的吸附能力，并可通過(guò)物理或化學(xué)作用，吸附在上面，使界面能大大增加，界面能越高，晶體的臨界半徑越大，小晶體從水中析出就越困難，從而實(shí)現(xiàn)了宏觀的低劑量效應(yīng)。
[0018](3)晶格畸變作用晶體在生長(zhǎng)時(shí)，首先在晶體的扭折位置生長(zhǎng)晶格，而且扭折位置是晶體界面上最穩(wěn)定的位置.當(dāng)溶液為過(guò)飽和液時(shí)，微溶鹽分子到達(dá)扭折位置的幾率最大，因而晶體可正常地生長(zhǎng)；而當(dāng)溶液中存在阻垢劑，將吸附在晶體扭折位置，占據(jù)了晶體正常生長(zhǎng)的晶格位置，抑制晶體有規(guī)律生長(zhǎng)，從而大大破壞結(jié)晶的規(guī)整性，使晶格變形。由于發(fā)生畸變的晶體形狀很不規(guī)則，難以通過(guò)有序緊密排列形成堅(jiān)硬的垢塊，即使生成垢塊，也只能是疏松的軟垢，從而達(dá)到阻垢目的。
[0019]2、PESA的緩蝕性能
[0020]單獨(dú)使用PESA時(shí)，較低的用量對(duì)碳鋼即具有一定的緩蝕作用。隨著PESA濃度的增加，其緩蝕作用也增強(qiáng)，碳鋼的腐蝕速率逐漸降低，緩蝕率增大。若要達(dá)到較好的緩蝕效果，所需的PESA的質(zhì)量濃度較高。
[0021]PESA作為緩蝕劑單獨(dú)使用時(shí)，其性能與其他有機(jī)磷酸緩蝕劑相比較差，但由于其不含磷，可以與其他藥劑復(fù)配，形成低磷或無(wú)磷的有機(jī)緩蝕劑。研究發(fā)現(xiàn)，PESA和無(wú)機(jī)磷酸鹽、有機(jī)磷酸鹽、苯并三唑等有很好的協(xié)同作用，復(fù)配后的緩蝕效果明顯增強(qiáng)。
[0022] PBTCA在高效阻垢緩蝕劑復(fù)配中應(yīng)用最廣，是性能最好的產(chǎn)品之一，也是鋅鹽的優(yōu)良穩(wěn)定劑。廣泛應(yīng)用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和油田注水系統(tǒng)的緩蝕阻垢，特別適合與鋅鹽、共聚物復(fù)配使用，可用于高溫、高硬、高堿及需要高濃縮倍數(shù)下運(yùn)行的場(chǎng)合，PBTCA在洗滌行業(yè)中可作螯合劑及金屬清洗劑。
[0023]馬來(lái)酸遇堿能分解成甲酸和乙酸，作為洗滌助劑。
[0024]己二胺四甲叉膦酸(HDTMPA)能抑制各種水垢(如碳酸鈣垢、硫酸鈣垢、硫酸鋇垢和氧化鐵垢等)的生成，但在水處理中主要用來(lái)阻抑硫酸鈣和硫酸鋇垢。在各種有機(jī)膦酸中，其阻硫酸鈣垢的性能最好，不僅阻垢率高，有效時(shí)間長(zhǎng)，其微溶于水，其溶解度在室溫下小于5%，需助劑和分散劑配合。
[0025]以上各種試劑單獨(dú)進(jìn)行沉積物溶解時(shí)效果均不理想，但經(jīng)過(guò)本發(fā)明有效配合有，溶解效果大大提升，本發(fā)明的試劑對(duì)三效順流蒸發(fā)器濃縮硫酸鋅溶液時(shí)的沉積物具有較好的溶解效果，同時(shí)可避免對(duì)設(shè)備的腐蝕。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面通過(guò)具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施并不局限于下面的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明所做的任何形式上的變通和/或改變都將落入本發(fā)明保護(hù)范圍。
[0027]在本發(fā)明中，若非特指，所有的份、百分比均為重量單位，所采用的設(shè)備和原料等均可從市場(chǎng)購(gòu)得或是本領(lǐng)域常用的。下述實(shí)施例中的方法，如無(wú)特別說(shuō)明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。
[0028]實(shí)施例1-5:
[0029]一種三效順流蒸發(fā)器濃縮硫酸鋅溶液時(shí)的沉積物溶解試劑，其組分百分含量如表I所示，該試劑以水為溶劑，將各物質(zhì)混合得到。
[0030]表1 (單位 ％)
[0031]
【權(quán)利要求】
1.一種三效順流蒸發(fā)器濃縮硫酸鋅溶液時(shí)的沉積物溶解試劑，其特征在于:該試劑以水為溶劑，其中包括如下質(zhì)量濃度的物質(zhì)， 氫氧化鈉20~40%, 螯合劑3~8%， 分散劑2 X 1(T4~6 X 10、， 助溶劑3X10—4~5X10、。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沉積物溶解試劑，其特征在于:所述的螯合劑為己二胺四甲叉膦酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的沉積物溶解試劑，其特征在于:所述的分散劑選自聚丙烯酸、聚環(huán)氧琥珀酸中的一種或兩種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的沉積物溶解試劑，其特征在于:所述的助溶劑選自馬來(lái)酸或PBTCA中的一種或兩種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的沉積物溶解試劑，其特征在于:所述的助溶劑為馬來(lái)酸和PBTCA以1:3質(zhì)量比混合的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沉積物溶解試劑，其特征在于:該試劑以水為溶劑，其中包括如下質(zhì)量濃度的物質(zhì)，氫氧化鈉30%，己二胺四甲叉膦酸2%，聚丙烯酸3X 10_4%，聚環(huán)氧琥珀酸 2 X 10、，馬來(lái)酸 1X 10、，PBTCA 4 X 10、。
【文檔編號(hào)】C11D7/26GK104017671SQ201310689904
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】胡正華, 施為民, 錢高平 申請(qǐng)人:寧波市鎮(zhèn)海新東方精細(xì)化工有限公司